高考化学第一轮考向分析复习课件20 化学平衡的移动和化学反应的方向.ppt

第三节化学平衡的移动和化学反应的方向 一 影响化学平衡的因素在一定条件下 aa g bb g mc g nd g h 0达到了平衡状态 若其他条件不变 改变下列条件对平衡的影响如下 向正反应方向移动 向逆反应方向移动 向气体总体积减小的方向移动 平衡不移动 向吸热方向移动 平衡不移动 规律 勒夏特列原理如果改变影响平衡的条件之一 如 或 平衡就向着能够 的方向移动 浓度 压强 温度 减弱这种改变 1 想一想 某一可逆反应 一定条件下达到了平衡 若化学反应速率改变 平衡一定发生移动吗 若平衡发生移动 化学反应速率一定改变吗 答案 不一定 如反应前后气体体积不变的反应 增大压强或使用催化剂 速率发生变化 但平衡不移动 一定 化学平衡移动的根本原因就是外界条件改变 使v 正 v 逆 才发生移动的 2 选一选 对于反应2a g b g 3c g h 0 下列条件改变能使化学平衡向右移动的是 a 升高温度b 降低温度c 再充入b气体d 缩小容器的体积e 再充入c气体f 使用催化剂 答案 ac 答案 b 二 化学反应进行的方向1 自发过程 1 体系趋向于从 状态转变为 状态 体系对外部做功或者 能量 2 在密闭条件下 体系 自发地转变为 的倾向 高能 低能 释放 有序 无序 混乱度 3 想一想 反应caco3 s cao s co2 g h 0一定不能自发进行吗 请分析 答案 不一定 低温下不能自发进行 但高温下能自发进行 4 判一判 下列说法是否正确 填 或 1 化学反应总是伴随着能量变化 2 能够自发进行的反应不一定都是放热反应 3 只有放热反应才能够自发进行 4 能够自发进行的反应就一定能够发生并完成 5 若一个反应的 h 0 s 0 该反应一定不能自发进行 6 同一物质 固体 液体 气体变化是焓增和熵增的过程 答案 1 2 3 4 5 6 化学平衡移动的判断 2 几种特殊情况 1 当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或纯液体物质时 由于其 浓度 是恒定的 不随其量的增减而变化 故改变这些固体或纯液体的量 对平衡无影响 2 在恒容的容器中 当改变其中一种气体物质的浓度时 必然同时引起压强改变 但判断平衡移动的方向时 应仍以浓度的影响去考虑 如2no2 g n2o4 g 平衡后 向容器中再通入反应物no2 使c no2 增大 平衡正向移动 如向容器中再通入生成物n2o4 则使c n2o4 增大 平衡逆向移动 但由于两种情况下 容器内的压强都增大 故对最终平衡状态的影响是一致的 如两种情况下 重新达到平衡后 no2的百分含量都比原平衡时要小 3 无关气体 对化学平衡的影响 恒温 恒容条件 4 同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时 应视为压强的改变 如恒温恒容条件下 n2 3h2 2nh3达到平衡时n n2 n h2 n nh3 1 2 3 若再向该容器充入1moln2 2molh2和3molnh3时平衡向正方向移动 3 平衡移动原理 勒夏特列原理 的理解 1 原理的适用范围是只有一个条件变化的情况 温度或压强或一种物质的浓度 当多个条件同时发生变化时 情况比较复杂 2 这种 减弱 并不能抵消外界条件的变化 更不会 超越 这种变化 如原平衡体系的压强为p 若其他条件不变 将体系压强增大到2p 平衡将向气体体积减小的方向移动 达到新平衡时的体系压强将介于p 2p之间 1 不要把v 正 增大与平衡向正反应方向移动等同起来 只有v 正 v 逆 时 才使平衡向正反应方向移动 2 不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同起来 当反应物总量不变时 平衡向正反应方向移动 反应物转化率提高 当增大一种反应物的浓度 使平衡向正反应方向移动时 只会使其他的反应物的转化率提高 而自身转化率降低 2012 广东质检题组合 将no2装入带活塞的密闭容器中 当反应2no2 g n2o4 g 达到平衡后 改变下列一个条件 其中叙述正确的是 a 升高温度 气体颜色加深 则此反应为吸热反应b 慢慢压缩气体体积 平衡向右移动 混合气体颜色变浅c 慢慢压缩气体体积 若体积减小一半 压强增大 但小于原来的两倍d 恒温恒容时 充入惰性气体 压强增大 平衡向右移动 混合气体的颜色变浅e 恒温恒容时 再充入no2气体 平衡向右移动 no2的转化率增大 混合气体的颜色变浅 精讲精析 颜色加深平衡向左移动 所以正反应为放热反应 a错误 首先假设平衡不移动 加压颜色加深 但平衡向右移动 使混合气体颜色在加深后的基础上变浅 但一定比原平衡的颜色深 b错误 同理c选项 首先假设平衡不移动 若体积减小一半 压强为原来的两倍 但平衡向右移动 使压强在原平衡2倍的基础上减小 正确 d选项体积不变 反应物及生成物浓度不变 所以正逆反应速率均不变 平衡不移动 颜色无变化 错误 e选项恒容充入no2 c no2 增大 平衡右移 达到平衡时压强比原平衡压强大 no2 增大 但c no2 比原平衡的大 颜色应加深 错误 答案 c 1 2010 上海高考 据报道 在300 70mpa下 由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实 2co2 g 6h2 g ch3ch2oh g 3h2o g 下列叙述错误的是 a 使用cu zn fe催化剂可大大提高生产效率b 反应需在300 进行可推测该反应是吸热反应c 充入大量co2气体可提高h2的转化率d 从平衡混合气体中分离出ch3ch2oh和h2o可提高co2和h2的利用率 解析 a项 多数催化剂能提高化学反应速率 b项 判断吸热反应和放热反应是根据体系能量的变化 c项 充入大量co2气体 平衡正向移动 可提高h2的转化率 d项 平衡正向移动 提高co2和h2的利用率 答案 b 1 常见类型对于反应ma g nb g pc g qd g hp q 1 v t图象 数形思想 化学反应速率与化学 平衡图象分析 2 c 或百分含量 t图象 如右图 对于化学反应ma g nb g qc g pd g l线上所有的点都是平衡点 在上方 e点 a 大于此压强时平衡体系中的a 所以 e点v 正 v 逆 在下方 f点 a 小于此压强时平衡体系中的a 则v 正 v 逆 5 几种特殊图象 如右图 对于化学反应ma g nb g qc g pd g m点前 表示从反应物开始 则v 正 v 逆 m点为刚好达到平衡点 m点后为平衡受温度的影响情况 即升温 a 增加 平衡左移 h 0 分析图象的两种技巧方法 1 先拐先平在含量 转化率 时间曲线中 先出现拐点的则先达到平衡 说明该曲线反应速率快 表示温度较高 有催化剂 压强较大等 如上述常见类型 2 中的p2 t1 2 定一议二当图象中有三个量时 先确定一个量不变 再讨论另外两个量的关系 有时还需要作辅助线 对于可逆反应n2 g 3h2 g 2nh3 g h 0 下列研究目的和图示相符的是 精讲精析 对于选项a 由于合成氨反应是放热反应 因此温度越高 nh3的产率越低 这一点图示是符合的 但考虑到温度越高 化学反应速率越快 体现在图象上即达到平衡前曲线的斜率大 a错 正确的图象如图所示 即符合 先拐先平 的原则 同理可知选项d也错 化学平衡常数与压强无关 选项b错 选项c可以这样理解 开始时 反应向右进行 n2的体积分数减小 达到平衡时 n2的体积分数最小 继续升温 化学平衡逆向移动 n2的体积分数增大 答案 c 2 反应n2o4 g 2no2 g 在温度为t1 t2 t2 t1 时 平衡体系中no2的体积分数随压强变化如图所示 下列说法正确的是 a 由图可知b点时平衡常数与c点时相同b a c两点气体的颜色 a深 c浅c a c两点气体的平均相对分子质量 a cd 保持容器体积不变 再充入n2o4气体 平衡逆向移动 解析 由于b点和c点对应的温度不同 因此平衡常数也不同 选项a错 由于p c p a 平衡逆向移动 w no2 减小 w n2o4 增大 但c no2 c点比a点大 所以c点混合气体的颜色深 a点浅 b错 选项d中再充入n2o4气体 相当于增大反应物浓度 化学平衡应向正反应方向移动 d错 答案 c 热点探究 反应速率 化学平衡的调控在生产科研中的应用生产科研过程涉及的化学反应很多是可逆反应 如工业合成氨 so2与o2反应合成so3和nox的消除等都是可逆反应 生产技术人员及科研人员为了使反应向人们所希望的方向进行并且希望速率大和转化率大 就需要科技人员调控反应速率和化学平衡 探究1 调控反应速率的措施通常有改变反应物的浓度 改变温度和使用 探究2 调控化学平衡的措施通常有改变反应物或生成物的浓度 和循环操作等 探究3 为了提高n2 3h2 2nh3反应速率和h2的转化率 通常采取的措施 并且采用循环操作 提示 探究1 改变压强催化剂探究2 改变压强改变温度探究3 增大压强 使用催化剂和适宜的温度 2012 苏北四市联考 现代工业将煤炭气化 既可以提高燃料的利用率 减少co so2等的排放 又可以扩大水煤气的广泛用途 co和h2在一定条件下合成甲醇的反应为 co g 2h2 g ch3oh g h1 现在容积均为1l的a b c d e五个密闭容器中分别充入1molco和2molh2的混合气体 控温 进行实验 测得相关数据如图1和图2 1 该反应的 h1 0 填 或 下同 k1 k2 2 将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态 可采取的措施有 精讲精析 1 从图1看 温度升高 ch3oh的物质的量减小 平衡逆向移动 所以正反应是放热反应 h1k2 2 容器c中温度比容器d中温度低 则平衡时容器c中甲醇的体积分数比容器d中甲醇的体积分数大 使容器c的平衡逆向移动可以转变到容器d中的平衡状态 升温或减压都可以实现 答案 1 2 升温或减压 工业制硝酸的主要反应是 4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g h 1025kj mol 1在容积固定的密闭容器中发生上述反应 容器内部分物质的物质的量浓度如下表 1 起始时物料比c o2 c nh3 1 25 其原因是 2 反应在第2min到第4min时o2的平均反应速率为 mol l min 3 反应在第2min改变了反应条件 改变的条件可能是 填序号 a 使用催化剂b 升高温度c 增大压强d 增加o2的浓度 4 反应在第8min改变的反应条件可能是 答案 1 可增大nh3的转化率 2 0 1875 3 ab 4 增加反应物浓度 高考题组一化学平衡的影响因素及其调控1 2011 四川高考 可逆反应 x g 2y g 2z g 2m g n g p g 分别在密闭容器的两个反应室中进行 反应室之间有无摩擦 可滑动的密封隔板 反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示 解析 选项a 比较平衡 降温时隔板向左移动 说明反应 平衡向右移动 故反应 的正反应为放热反应 选项b 从反应开始至平衡 时 隔板右边体系中气体的总物质的量不变 体积由2个单位扩大至2 2个单位 则达平衡 时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为2 2 2 10 11 选项c 设平衡 时反应 气体总物质的量为xmol 平衡 时隔板两边压强相等 相同压强下 物质的量与体积成正比 答案 c 2 2011 山东高考 co可用于合成甲醇 反应方程式为co g 2h2 g ch3oh g co在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示 该反应 h 0 填 或 实际生产条件控制在250 1 3 104kpa左右 选择此压强的理由是 解析 根据图示 当压强相同时 降低温度 co的平衡转化率升高 说明降温平衡向正反应方向移动 因此正反应为放热反应 h 0 答案 在1 3 104kpa下 co转化率已较高 再增大压强 co转化率提高不大 而生产成本增加 得不偿失 a co2 g 2nh3 g co nh2 2 s h2o g h0 高考题组二化学平衡图象分析3 2011 重庆高考 一定条件下 下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是 c ch3ch2oh g ch2 ch2 g h2o g h 0d 2c6h5ch2ch3 g o2 g 2c6h5ch ch2 g 2h2o g ht1 p1 p2 升高温度水蒸气的百分含量降低 说明平衡逆向移动 正反应放热 h 0 增大压强水蒸气的百分含量增大 说明平衡正向移动 正反应气体分子数减少 综合分析a选项中反应符合要求 答案 a 答案 a 高考题组三化学反应的方向和限度5 下列说法正确的是 a 一定温度下 反应mgcl2 l mg l cl2 g 的 h 0 s 0 2011 江苏高考 b 升高温度可缩短 h 0的可逆反应达平衡的时间并